特許 6076601 レーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6076601

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】レーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/322 20060101AFI20170130BHJP

   B23K 26/40 20140101ALI20170130BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20170130BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20170130BHJP

   H01L 21/268 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/322 E

   B23K26/40

   B23K26/382

   B23K26/00 N

   H01L21/268 G

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-16807(P2012-16807)

(22)【出願日】2012年1月30日

(65)【公開番号】特開2013-157454(P2013-157454A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2015年1月26日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124291

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100165526

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 寛

(72)【発明者】

【氏名】坂本 剛志

(72)【発明者】

【氏名】佐野 いく

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９８１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６４１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５６５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４２０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００８９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０８７９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３２２

Ｈ０１Ｌ ２１／２６８

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／４０

Ｂ２３Ｋ ２６／３８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を半導体基板に照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、
出力値が調整された前記レーザ光を前記半導体基板の所定部分に照射した後に、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて、前記ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするための前記レーザ光の第１出力値を決定する準備工程と、
準備工程で決定された前記第１出力値に調整された前記レーザ光を前記半導体基板に照射して前記ゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する実施工程と、
を備え、
前記ゲッタリング領域の形成量は、前記レーザ光のショット数に対する前記ゲッタリング領域の形成数の割合であることを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項2】

前記準備工程は、
出力値が調整された前記レーザ光を前記所定部分に照射する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記所定部分の前記画像情報を取得する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記画像情報に基づいて、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であるか否かを判定する第３工程と、を含み、
前記準備工程においては、
前記レーザ光の出力値を第２出力値から段階的に大きくしながら、前記第３工程において前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であると判定されるまで、前記第１工程、前記第２工程、及び前記第３工程を順に繰り返すことにより、前記第１出力値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。

【請求項3】

前記第２出力値は、前記レーザ光の照射によって前記ゲッタリング領域が形成されない出力値である、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。

【請求項4】

前記半導体基板は、表面に機能素子が形成される使用部分と、前記機能素子が形成されない不使用部分とを含み、
前記所定部分は前記不使用部分である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。

【請求項5】

レーザ加工方法を実施することにより、半導体基板の内部に不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を形成する工程と、
前記ゲッタリング領域を形成した後に、前記半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する工程と、
前記ゲッタリング領域を形成した後であって前記機能素子を形成した後に、隣り合う前記機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程と、
を備え、
前記レーザ加工方法は、レーザ光を前記半導体基板に照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記ゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、出力値が調整された前記レーザ光を前記半導体基板の所定部分に照射した後に、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて、前記ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするための前記レーザ光の第１出力値を決定する準備工程と、準備工程で決定された前記第１出力値に調整された前記レーザ光を前記半導体基板に照射して前記ゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する実施工程と、含み、
前記ゲッタリング領域の形成量は、前記レーザ光のショット数に対する前記ゲッタリング領域の形成数の割合である、
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。

【請求項6】

前記準備工程は、
出力値が調整された前記レーザ光を前記所定部分に照射する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記所定部分の前記画像情報を取得する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記画像情報に基づいて、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であるか否かを判定する第３工程と、を含み、
前記準備工程においては、
前記レーザ光の出力値を第２出力値から段階的に大きくしながら、前記第３工程において前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であると判定されるまで、前記第１工程、前記第２工程、及び前記第３工程を順に繰り返すことにより、前記第１出力値を決定する、ことを特徴とする請求項５に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項7】

前記第２出力値は、前記レーザ光の照射によって前記ゲッタリング領域が形成されない出力値である、ことを特徴とする請求項６に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項8】

前記半導体基板は、表面に機能素子が形成される使用部分と、前記機能素子が形成されない不使用部分とを含み、
前記所定部分は前記不使用部分である、ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項9】

レーザ光を半導体基板に照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成するレーザ加工装置であって、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光の出力値を調整する調整手段と、
前記半導体基板の前記レーザ光が照射された所定部分を撮像することにより、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する取得手段と、
前記画像情報に基づいて、前記ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするための前記レーザ光の第１出力値を決定する決定手段と、
を備え、
前記ゲッタリング領域の形成量は、前記レーザ光のショット数に対する前記ゲッタリング領域の形成数の割合である、ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項10】

前記画像情報に基づいて、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であるか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記レーザ光の出力値を、予め保持する第２出力値から段階的に大きくしながら、前記判定手段によって前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であると判定されるまで、前記調整手段による前記レーザ光の出力値の調整と、前記取得手段による前記画像情報の取得と、前記判定手段による判定とを順に繰り返すことにより、前記第１出力値を決定する、ことを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工装置。

【請求項11】

前記第２出力値は、前記レーザ光の照射によって前記ゲッタリング領域が形成されない出力値である、ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、重金属等の不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７２４４０号公報

【特許文献2】特開２００３−２６４１９４号公報

【特許文献3】特開昭５８−４４７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年、厚さ５０μｍ以下というような極薄メモリが出現する等、半導体デバイスの薄化が進んでいる。例えばそのような半導体デバイスの信頼性を向上するためには、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成することが重要である。一方で、ゲッタリング領域を形成するためのレーザ光の出力値は、一般に非常に微小である。このため、ゲッタリング領域の形成状態は、半導体基板の状態やその他の種々の条件に左右される結果、安定しない場合がある。

【0005】

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、ゲッタリング領域を安定して形成可能なレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ加工方法は、レーザ光を半導体基板に照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、出力値が調整されたレーザ光を半導体基板の所定部分に照射した後に、所定部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得し、画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第１出力値を決定する準備工程と、準備工程で決定された第１出力値に調整されたレーザ光を半導体基板に照射してゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する実施工程と、を備えることを特徴とする。

【0007】

このレーザ加工方法は、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成するためのレーザ加工の実施工程と、その実施工程の前工程である準備工程とを備えている。準備工程においては、出力値が調整されたレーザ光を半導体基板に照射して、その照射された部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第１出力値を決定する。このため、このレーザ加工方法によれば、ゲッタリング領域を十分に形成可能なレーザ光の出力値を決定することが可能となる。よって、このレーザ加工方法によれば、実施工程において、準備工程で決定された第１出力値のレーザ光を半導体基板に照射することにより、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となる。

【0008】

本発明に係るレーザ加工方法においては、準備工程は、出力値が調整されたレーザ光を所定部分に照射する第１工程と、第１工程の後に、所定部分の画像情報を取得する第２工程と、第２工程の後に、画像情報に基づいて、所定部分におけるゲッタリング領域の形成量が所定以上であるか否かを判定する第３工程と、を含み、準備工程においては、レーザ光の出力値を第２出力値から段階的に大きくしながら、第３工程においてゲッタリング領域の形成量が所定以上であると判定されるまで、第１工程、第２工程、及び第３工程を順に繰り返すことにより、第１出力値を決定することができる。この場合、レーザ光の出力値を第２出力値から段階的に大きくしながら第１〜３工程を繰り返すことにより第１出力値を決定するので、必要以上に大きな出力値のレーザ光を半導体基板に照射することを避けることが可能となる。

【0009】

このとき、本発明に係るレーザ加工方法においては、第２出力値は、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とすることができる。この場合には、レーザ光の出力値を、ゲッタリング領域が形成されない程度から段階的に大きくしていくこととなるので、ゲッタリング領域を安定して形成するために必要十分なレーザ光の出力値を確実に決定することができる。

【0010】

本発明に係るレーザ加工方法においては、半導体基板は、表面に機能素子が形成される使用部分と、機能素子が形成されない不使用部分とを含み、所定部分は不使用部分であるものとすることができる。この場合には、実施工程でゲッタリング領域を形成する半導体基板の不使用部分において準備工程を行うこととなるので、実施工程における実際の加工条件に則した第１出力値を決定することが可能となる。

【0011】

本発明に係るレーザ加工方法においては、ゲッタリング領域の形成量は、レーザ光のショット数に対するゲッタリング領域の形成数の割合であるものとすることができる。

【0012】

ここで、本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、上記のレーザ加工方法を実施することにより、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成する工程と、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する工程と、ゲッタリング領域を形成した後であって機能素子を形成した後に、隣り合う機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、機能素子ごとに半導体基板を切断し、一つの機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程と、を備えることを特徴とする。

【0013】

この半導体デバイスの製造方法は、上述したレーザ加工方法を実施する。したがって、この半導体デバイスの製造方法によれば、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となり、ひいては、半導体デバイスの信頼性を向上させることが可能となる。

【0014】

また、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を半導体基板に照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成するレーザ加工装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光の出力値を調整する調整手段と、半導体基板のレーザ光が照射された所定部分を撮像することにより、所定部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する取得手段と、画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第１出力値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。

【0015】

このレーザ加工装置においては、レーザ光源からのレーザ光の出力値を調整すると共に、その出力値の調整されたレーザ光が照射された部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第１出力値を決定する。このため、このレーザ加工装置によれば、ゲッタリング領域を十分に形成可能なレーザ光の出力値を決定することが可能となる。よって、このレーザ加工装置によれば、そのように決定した第１出力値に調整されたレーザ光を半導体基板に照射することにより、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となる。

【0016】

本発明に係るレーザ加工装置においては、画像情報に基づいて、所定部分におけるゲッタリング領域の形成量が所定以上であるか否かを判定する判定手段をさらに備え、決定手段は、レーザ光の出力値を、予め保持する第２出力値から段階的に大きくしながら、判定手段によってゲッタリング領域の形成量が所定以上であると判定されるまで、調整手段によるレーザ光の出力値の調整と、取得手段による画像情報の取得と、判定手段による判定とを順に繰り返すことにより、第１出力値を決定することができる。この場合には、必要以上の出力値のレーザ光を半導体基板に照射することを避けることが可能となる。

【0017】

本発明に係るレーザ加工装置においては、第２出力値は、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とすることができる。この場合には、ゲッタリング領域を安定して形成するために必要十分なレーザ光の出力値を確実に決定することができる。

【0018】

本発明に係るレーザ加工装置においては、ゲッタリング領域の形成量は、レーザ光のショット数に対するゲッタリング領域の形成数の割合であるものとすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ゲッタリング領域を安定して形成可能なレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。

【図2】切断起点領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。

【図3】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。

【図4】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。

【図5】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。

【図6】図４の加工対象物のIV−IV線に沿っての断面図である。

【図7】ゲッタリング領域の形成が実施されている半導体基板の断面図である。

【図8】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。

【図9】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。

【図10】ゲッタリング領域の形成態様を示す平面図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施される半導体基板の平面図である。

【図13】本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。

【図14】図１１に示された減光器制御部が保持する表の一例を示す図である。

【図15】図１１に示されたＩＲカメラが取得した画像情報の一例を示す図である。

【図16】本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法の準備工程が実施された半導体基板の不使用部分の拡大平面図である。

【図17】本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図18】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図19】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図20】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図21】本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図22】本発明の他の実施形態に係るレーザ加工方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【図23】本発明の他の実施形態に係るレーザ加工方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0022】

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法においては、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域（すなわち、切断起点領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する場合がある。そこで、半導体基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する切断起点領域の形成について、図１〜６を参照して説明する。

【0023】

図１に示されるように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調整するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。

【0024】

このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７の上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。

【0025】

加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示されるように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示されるように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態において、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜６に示されるように、切断起点領域８として機能する改質領域７を切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成する。

【0026】

なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。

【0027】

ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。

【0028】

ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態となった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。さらに、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。

【0029】

また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、さらに、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えば、シリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ_２又はサファイア（Ａｌ_２Ｏ_２）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。

【0030】

また、改質領域７は、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも２つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。

【0031】

ここで、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法においては、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域（すなわち、ゲッタリング領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する。そこで、半導体基板に対するゲッタリング領域の形成について、図７〜１０を参照して説明する。

【0032】

図７に示されるように、シリコンウエハ等の半導体基板２を準備する。半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂとを有している。なお、機能素子２５とは、例えば、フォトダイオード等の受光素子やレーザダイオード等の発光素子、半導体メモリといった記憶素子、或いは回路として形成された回路素子等を意味する。

【0033】

続いて、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を半導体基板２の内部に形成する。より詳細には、半導体基板２の厚さ方向において、それぞれの機能素子２５の形成領域２５ａ（半導体基板２の表面２ａにおいてそれぞれの機能素子２５が形成される領域）に対向するように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する。なお、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面としてもよい。また、ゲッタリング領域１８は、少なくともそれぞれの形成領域２５ａに対向していれば、連続的に形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。

【0034】

続いて、半導体基板２の表面２ａに複数の機能素子２５を形成し、その後に、機能素子２５ごとに半導体基板２を切断して、複数の半導体デバイスを得る。なお、ゲッタリング領域１８の形成は、機能素子２５の形成の後に行ってもよいし、機能素子２５の形成の前及び後の両方に行ってもよい。

【0035】

以上のように形成されたゲッタリング領域１８は、半導体基板２の内部において、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する。これにより、重金属等の不純物によって機能素子２５に悪影響が及ぶことを抑制することができる。ここで、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域であり、例えば溶融処理領域である。

【0036】

なお、半導体基板２を所定の厚さに薄化する必要がある場合には、機能素子２５の形成の後、半導体基板２の切断の前に、半導体基板２が所定の厚さとなるように半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。このとき、図８の（ａ）に示されるように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図８の（ｂ）に示されるように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存する。一方、図９の（ａ）に示されるように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図９の（ｂ）に示されるように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存しない。ここで、研磨とは、機械研磨（切削、研削、ドライポリッシュ等）、化学研磨（ケミカルエッチング等）、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の一つ或いは複数の組合せからなる薄化処理である。

【0037】

ところで、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、上述したレーザ加工装置１００を用いることができる。ただし、切断起点領域８として機能する改質領域７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ易いものであることを要するのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、そのような亀裂を発生させ難いものであることを要する。そこで、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合と、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合とでは、レーザ光Ｌの照射条件を異ならせる必要がある。

【0038】

例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は１０〜４０μＪ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は０．２〜３．０μＪ程度である。これにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７では、半導体基板２の厚さ方向における改質スポットの幅が１〜１０μｍ（より好ましくは４〜６μｍ）となる。このような幅を有する改質スポットからなる改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力よりも低いことが好ましい。

【0039】

また、例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）は３．７５〜７．５μｍ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は５〜２０μｍ程度である。このような改質スポット距離を有する改質スポットからなる改質領域１７は、最も近い改質スポットの間に渡って亀裂を伸展させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離よりも長いことが好ましい。

【0040】

なお、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離の調整は、次のように行うことができる。例えば、図１０の（ａ）に示されるように、レーザ光Ｌの移動方向（半導体基板２に対してレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる方向）に沿って複数の改質スポット１７ａを一列に並ばせる場合には、亀裂を伸展させ難く且つゲッタリング効果を十分に発揮し得る改質スポット距離ｄとなるように、レーザ光Ｌのパルスピッチ（レーザ光Ｌの相対的な移動速度／レーザ光Ｌの繰り返し周波数）を設定すればよい。

【0041】

また、図１０の（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌの移動方向に交差する方向に沿って一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させ、各箇所で改質スポット１７ａを形成する場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させればよい。また、図１０の（ｃ）に示されるように、レーザ光Ｌの移動方向に沿って複数の改質スポット１７ａを複数列に並ばせる場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、隣り合う列に渡る改質スポット１７ａの間の距離を設定すればよい。これらの場合には、レーザ光Ｌの移動方向においては、隣り合う改質スポット１７ａの間の距離を長くすることができるので、当該方向に沿って亀裂を伸展させ難くすることができる。

【0042】

引き続いて、本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法について説明する。まず、この半導体デバイスの製造方法において用いるレーザ加工装置について説明する。図１１は、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法に用いるレーザ加工装置を示す図である。図１１に示されるように、レーザ加工装置１００Ａは、上述したレーザ加工装置１００と同様に、レーザ光源１０１、レーザ光源制御部１０２、ダイクロイックミラー１０３、集光用レンズ（加工用対物レンズ）１０５、支持台１０７、ステージ１１１、及びステージ制御部１１５を備えている。

【0043】

レーザ加工装置１００Ａは、レーザ光Ｌを減光するための減光器（調整手段）１０４と、後述する画像情報や出力値情報に基づいて減光器１０４を制御する減光器制御部（決定手段、判定手段）１１４とをさらに備えている。減光器１０４は、レーザ光Ｌの光軸上においてダイクロイックミラー１０３と集光用レンズ１０５との間に配置されている。減光器１０４は、例えば、１／２波長板や偏光板等からなるアッテネータである。減光器１０４は、減光器制御部１１４の制御の元で、例えば、レーザ光Ｌの光軸に対する１／２波長板の角度を変更することにより、レーザ光Ｌの減光の度合いを調整する（すなわち、レーザ光Ｌの出力値を調整する）。このように、レーザ加工装置１００Ａにおいては、減光器１０４を採用することにより、ゲッタリング領域１８を形成するためのレーザ光Ｌの出力値の調整を確実に行うことが可能となる。

【0044】

減光器１０４における１／２波長板の角度の変更は、例えば、１／２波長板の角度を変更するためのパルスモータの駆動信号のパルス数を変更することにより行うことができる。以下では、そのパルス数を「減光器パルス数」と称すると共に、レーザ光Ｌの減光の度合いを示す用語として用いる。本実施形態においては、減光器パルス数が大きくなるにしたがって、レーザ光Ｌの減光の度合いが小さくなり、レーザ光Ｌの出力値が大きくなるものとする。

【0045】

レーザ加工装置１００Ａは、支持台１０７の上に載置された半導体基板２を撮像するためのＩＲカメラ（取得手段）１０６と、ＩＲカメラ１０６を制御するカメラ制御部（決定手段）１１６とをさらに備えている。ＩＲカメラ１０６は、例えば、集光用レンズ１０５に併設されている。ＩＲカメラ１０６は、カメラ制御部１１６の制御の元で、半導体基板２のレーザ光Ｌが照射された所定部分を撮像し、その所定部分におけるゲッタリング領域１８の形成状態を示す画像情報を取得する。ＩＲカメラ１０６は、取得した画像情報をカメラ制御部１１６に送信する。カメラ制御部１１６は、ＩＲカメラ１０６からの画像情報を、減光器制御部１１４に送信する。

【0046】

レーザ加工装置１００Ａは、レーザ光Ｌの出力値を測定するためのパワーメータ１０８をさらに備えている。パワーメータ１０８は、集光用レンズ１０５からのレーザ光Ｌの照射を受けてレーザ光Ｌの出力値を測定し、測定結果を示す出力値情報を取得する。パワーメータ１０８は、取得した出力値情報を、減光器制御部１１４に送信する。

【0047】

なお、減光器制御部１１４やカメラ制御部１１６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含むコンピュータを主体として構成される。減光器制御部１１４及びカメラ制御部１１６は、それぞれ別体に構成されてもよいし、互いに一体に構成されてもよい。減光器制御部１１４及びカメラ制御部１１６の制御の詳細については後述する。

【0048】

次に、上述したレーザ加工装置１００Ａを用いた半導体デバイスの製造方法について説明する。この半導体デバイスの製造方法では、図１２に示されるような半導体基板２を用いる。図１２に示されるように、半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂとを有している。半導体基板２は、表面２ａが集光用レンズ１０５側となるように、レーザ加工装置１００Ａの支持台１０７に載置されている（図１１参照）。

【0049】

半導体基板２の表面２ａには、半導体基板２のオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という）１９に対して略平行な方向及び略垂直な方向に沿ってマトリックス状に並ぶように、機能素子２５の形成領域２５ａが設定されている。つまり、半導体基板２は、表面２ａに機能素子２５が形成される使用部分２ｄと、機能素子２５が形成されない不使用部分２ｆとを含む。図１２の（ｂ）は、その不使用部分２ｆの拡大図である。なお、半導体基板２は、例えば、直径１２インチ、厚さ７７５μｍのシリコンウエハとすることができる。

【0050】

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法は、まず、本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法を実施する。そのレーザ加工方法では、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射して半導体基板２の内部を改質することにより、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する。図１３は、そのようなレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。図１３に示されるように、このレーザ加工方法は、準備工程と実施工程とからなる。準備工程では、出力値が調整されたレーザ光Ｌを半導体基板２の不使用部分２ｆに照射すると共に、不使用部分２ｆにおけるゲッタリング領域１８の形成状態を示す画像情報を取得し、その画像情報に基づいて、ゲッタリング領域１８の形成量を所定以上とするためのレーザ光Ｌの加工出力値（第１出力値）を決定する。

【0051】

そのために、まず、減光器１０４の減光器パルス数の初期値を決定する（工程Ｓ１０１）。この工程Ｓ１０１についてより詳細に説明する。この工程Ｓ１０１では、まず、減光器制御部１１４の制御の元で減光器１０４の減光器パルス数を変化させつつ、パワーメータ１０８にレーザ光Ｌを照射し、レーザ光Ｌの出力値を測定する。これにより、減光器１０４の減光器パルス数と、パワーメータ１０８の測定値（すなわちレーザ光Ｌの出力値）とが対応付けられて、減光器制御部１１４において図１４の（ａ）に示されるような表Ｔ１が作成される。

【0052】

減光器制御部１１４は、この表Ｔ１を参照することにより、レーザ光Ｌの出力値を初期値（第２出力値）に調整するための減光器パルス数の初期値を決定することができる。レーザ光Ｌの初期値は、レーザ光Ｌの照射によってゲッタリング領域１８が形成されないような出力値であり、例えば０．０３Ｗとすることができる。その場合には、表Ｔ１を参照することにより、減光器パルス数の初期値を１９０と決定することができる。なお、レーザ光Ｌの初期値は、減光器制御部１１４が予め保持している。

【0053】

ここで、減光器制御部１１４は、図１４の（ｂ）に示されるような表Ｔ２をさらに保持している。表Ｔ２は、所定の実験により予め作成されたものであり、減光器１０４の減光器パルス数を段階的に（ここでは１０ずつ６段階に）変化させながらレーザ光Ｌを半導体基板２に照射したときのゲッタリング領域１８の形成状態の判定結果をＡ，Ｂ，Ｃの３段階で示す表である。判定結果のＡ〜Ｃは、レーザ光Ｌのショット数に対するゲッタリング領域１８（すなわち改質スポット１７ａ）の形成数の割合によって区別される。図１５に、判定結果のＡ〜Ｃのそれぞれに対応する画像情報の一例を示す。図１５において、ＳＨがレーザ光Ｌの１ショットを示しており、１７ａがその１ショットにより形成された改質スポットを示している。

【0054】

図１５の（ａ）に示される状態では、改質スポット１７ａが全く形成されていない。つまり、図１５の（ａ）に示される状態では、レーザ光ＬのショットＳＨの数（ここでは１０）に対する改質スポット１７ａの形成数（ここでは０）の割合は０％である。この場合には、判定結果はＣとなる。なお、判定結果がＣとなるのは、例えば、レーザ光ＬのショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合が０％の場合とすることができる。

【0055】

図１５の（ｂ）に示される状態では、改質スポット１７ａがまばらに形成されている。図１５の（ｂ）に示される状態では、レーザ光ＬのショットＳＨの数（ここでは１０）に対する改質スポット１７ａの形成数（ここでは５）の割合は、５０％である。この場合には、判定結果はＢとなる。なお、判定結果がＢとなるのは、例えば、レーザ光ＬのショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合が０％を超える１００％未満の場合とすることができる。

【0056】

図１５の（ｃ）に示される状態では、レーザ光Ｌの全てのショットＳＨに対して改質スポット１７ａが形成されている。つまり、図１５の（ｃ）に示される状態では、レーザ光ＬのショットＳＨの数（ここでは１０）に対する改質スポット１７ａの形成数（ここでは１０）の割合は１００％である。この場合、判定結果はＡとなる。なお、判定結果がＡとなるのは、例えば、レーザ光ＬのショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合が１００％の場合とすることができる。このようなレーザ光Ｌの照射とゲッタリング領域１８の形成状態の判定とを複数回（ここでは４回）繰り返すことにより、図１４の（ｂ）に示される表Ｔ２が得られる。

【0057】

工程Ｓ１０１においては、減光器制御部１１４は、この表Ｔ２をさらに参照して、減光器１０４の減光器パルス数の初期値を決定することができる。例えば、表Ｔ２によれば、減光器パルス数が２００の場合（減光度１：最も減光の度合いが大きい場合、すなわち、最もレーザ光Ｌの出力値が小さい場合）には、Ｎ１〜Ｎ４の全ての試行において、判定結果がＣとなっている。よって、減光器パルス数の初期値を２００よりも小さく設定すれば、レーザ光Ｌの出力値が、十分にゲッタリング領域１８が形成されない出力値に調整されることとなる。

【0058】

続いて、減光器制御部１１４が減光器１０４の減光器パルス数を工程Ｓ１０２で決定した初期値に設定した状態において（すなわち、レーザ光Ｌの出力値を初期値に調整した状態において）、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の不使用部分２ｆにレーザ光Ｌを照射する（工程Ｓ１０２：第１工程）。このとき、レーザ光Ｌは、例えば、不使用部分２ｆにおける第１ラインＬ１に沿って照射される（図１２の（ｂ）参照）。

【0059】

続いて、カメラ制御部１１６の制御の元で、ＩＲカメラ１０６によって不使用部分２ｆを撮像し、不使用部分２ｆにおけるゲッタリング領域１８の形成状態を示す画像情報を取得する（工程Ｓ１０３：第２工程）。このとき取得された画像情報は、ＩＲカメラ１０６からカメラ制御部１１６を介して減光器制御部１１４に送信される。

【0060】

続いて、減光器制御部１１４が、工程Ｓ１０３で取得した画像情報に基づいて、不使用部分２ｆにおいて、ゲッタリング領域１８の形成量が所定以上であるか否かを判定する（工程Ｓ１０４：第３工程）。ここでのゲッタリング領域１８の形成量とは、例えば、レーザ光ＬのショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合とすることができる。つまり、この工程Ｓ１０４は、レーザ光ＬのショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合が所定以上であるか否かを判定するものとすることができる。この判定は、上述した表Ｔ２を作成する場合と同様にして行うことができる。例えば、ショットＳＨの数に対する改質スポット１７ａの形成数の割合が、１００％以上である場合（すなわち、例えば上述した判定結果Ａの場合）に、所定以上であると判定することができる。

【0061】

続いて、工程Ｓ１０４における判定の結果が、ゲッタリング領域１８の形成量が所定以上でないと判定された場合、減光器制御部１１４が減光器１０４の減光器パルス数を初期値から一段階大きくする（すなわち、レーザ光Ｌの出力値を一段階大きくする）（工程Ｓ１０５）。このとき減光器パルス数を大きくする度合いは、例えば、表Ｔ２を参照して決定することができる。表Ｔ２によれば、減光器パルス数を２００から２１０にすることにより、判定結果がＢとなる試行が現れる。したがって、この場合にも、減光器パルス数を大きくする度合いを１０程度と決定することができる。

【0062】

工程Ｓ１０５において減光器パルス数を一段階大きくした後、工程Ｓ１０２に戻り、工程Ｓ１０２〜Ｓ１０４を繰り返す。この繰り返しは、工程Ｓ１０５において減光器パルス数を段階的に大きくしながら、工程Ｓ１０４においてゲッタリング領域１８の形成量が所定以上であると判定されるまで（すなわち、例えば判定結果がＡとなるまで）行われる。

【0063】

換言すれば、減光器制御部１１４及びカメラ制御部１１６は、レーザ光Ｌの出力値を予め保持する初期値から段階的に大きくしながら、ゲッタリング領域１８の形成量が所定以上であると判定されるまで、減光器１０４によるレーザ光Ｌの出力値の調整と、ＩＲカメラ１０６による画像情報の取得と、ゲッタリング領域１８の形成状態の判定とを順に繰り返す。この繰り返しの際には、レーザ光Ｌは、例えば、不使用部分２ｆにおける第１ラインＬ１〜第６ラインＬ６のそれぞれに沿って順に照射される。

【0064】

図１６は、工程Ｓ１０２〜１０５を繰り返し実施したときの不使用部分２ｆの一例を示す拡大図である。図１６に示されるように、この例においては、１回目及び２回目の実施においては（すなわち、減光器パルス数を初期値としたときの実施と、表Ｔ２における減光度２に対応する減光器パルス数としたときの実施においては）、ゲッタリング領域１８が全く形成されていない（図中の第１ラインＬ１及び第２ラインＬ２参照）。したがって、１回目及び２回目の実施の工程Ｓ１０４では、ゲッタリング領域１８の形成量が所定未満であると判定される（例えば、判定結果がＣとなる）。

【0065】

また、３回目及び４回目の試行においては（すなわち、表Ｔ２における減光度３と減光度４とに対応する減光器パルス数としたときの実施においては）、ゲッタリング領域１８がまばらに形成されている（図中の第３ラインＬ３及び第４ラインＬ４参照）。したがって、３回目と４回目の実施の工程Ｓ１０４では、ゲッタリング領域１８の形成量が所定未満であると判定される（例えば、判定結果がＢとなる）。

【0066】

さらに、５回目の実施においては（すなわち、表Ｔ２における減光度５に対応する減光器パルス数としたときの実施においては）、ゲッタリング領域１８が十分に形成されている。したがって、５回目の実施における工程Ｓ１０５では、ゲッタリング領域１８の形成量が所定以上であると判定される（例えば、判定結果がＡとなる）。表Ｔ２においては、６回目の試行（すなわち、減光度６に対応する減光器パルス数としたときの実施）の結果が示されているが、この例では、５回目の実施においてゲッタリング領域１８が十分に形成されているので、６回目の実施は行わない。したがって、この５回目の実施の際の減光器パルス数を、ゲッタリング領域１８を形成するための減光器パルス数の閾値として決定することができる。

【0067】

このように工程Ｓ１０２〜工程Ｓ１０５を繰り返し行うことにより、ゲッタリング領域１８を所定量以上形成するための（すなわち、ゲッタリング領域１８の形成に必要十分な）減光器パルス数の閾値が決定される（すなわち、レーザ光Ｌの出力値の閾値が決定される）。そして、減光器制御部１１４は、そのように決定された閾値よりも一段階大きい減光器パルス数の値を決定することにより、実際にレーザ加工を行うためのレーザ光の加工出力値（第１出力値）を決定する（工程Ｓ１０６）。なお、ここでの減光器パルス数を大きくする度合いは、表Ｔ２を参照して、或いは、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ難いような改質を行う観点から、例えば１０程度とすることができる。また、以上の準備工程における各種の例（例えばレーザ光の出力値、減光器パルス数、ゲッタリング領域１８の形成状態等）は、実際のレーザ加工装置（例えば、浜松ホトニクス（株）製、４００ＳＳ（製品番号：Ｌ９５７１−１１））を用いた場合の例である。

【0068】

このレーザ加工方法は、レーザ光Ｌの加工出力値が決定された後に、準備工程から実施工程に移行する。実施工程では、工程Ｓ１０６において決定された加工出力値に調整されたレーザ光Ｌを半導体基板２に照射することにより、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する（工程Ｓ１０７）。この工程Ｓ１０７の詳細について説明する。この工程Ｓ１０７では、図１７に示されるように、まず、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５を半導体基板２の表面２ａに設定する。ここでは、形成予定ライン１５は、格子状に設定されており、ＯＦ１９に対して略平行な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれ、及び、ＯＦ１９に対して略垂直な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれに沿って、各形成領域２５ａの中央部を通っている。

【0069】

続いて、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の内部（ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側）に集光点Ｐを合わせて、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における照射条件で、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射する。なお、レーザ光Ｌの出力値は、上記の工程Ｓ１０６で決定された加工出力値に調整されている。このレーザ光Ｌの照射では、レーザ光Ｌの光軸を各形成予定ライン１５の上に位置させつつ、各形成予定ライン１５に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを移動させる。これにより、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８が形成される。

【0070】

ただし、形成予定ライン１５と切断予定ライン５とが交差する部分をレーザ光Ｌの光軸が通過する際には、レーザ光Ｌの照射をＯＦＦとし、各形成領域２５ａをレーザ光Ｌの光軸が通過する際には、レーザ光Ｌの照射をＯＮとする。したがって、この工程Ｓ１０７においては、ゲッタリング領域１８は、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン５と交差しないように形成される。また、この工程Ｓ１０７においては、ゲッタリング領域１８は、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に形成される。なお、切断予定ライン５は、互いに隣り合う機能素子２５の間（すなわち、互いに隣り合う形成領域２５ａの間）を通るように後工程において格子状に設定される。

【0071】

なお、半導体基板２に対してレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、支持台１０７を移動させてもよいし、レーザ光源１０１側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３、減光器１０４、及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、或いは、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。以上により、ゲッタリング領域１８を形成するためのレーザ加工方法が終了する。

【0072】

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法では、以上のレーザ加工方法に引き続いて、機能素子２５を形成する工程を実施する。この工程では、図１８に示されるように、半導体基板２の表面２ａに複数の機能素子２５を形成する。機能素子２５は、形成領域２５ａのそれぞれにおいて形成される。このとき、機能素子２５の形成領域２５ａのそれぞれには、形成予定ライン１５に沿って十字状に形成されたゲッタリング領域１８が、半導体基板２の厚さ方向において対向している。

【0073】

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法では、機能素子２５を形成する工程に引き続いて、半導体基板２を切断する工程を実施する。この工程では、隣り合う機能素子２５の間を通るように設定された切断予定ライン５に沿って、機能素子２５ごとに半導体基板２を切断し、一つの機能素子２５を含む半導体デバイス２０を複数得る。この工程の詳細について説明する。

【0074】

この工程では、まず、図１９に示されるように、レーザ加工装置１００Ａを用いて、次のように、半導体基板２の内部に切断起点領域８を形成する。すなわち、全ての機能素子２５を覆うように保護フィルム２２を半導体基板２の表面２ａに貼り付けた後に、半導体基板２の裏面２ｂがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置１００Ａの支持台１０７の上に半導体基板２を載置し、互いに隣り合う機能素子２５の間（すなわち、互いに隣り合う形成領域２５ａの間）を通るように切断予定ライン５を格子状に設定する。

【0075】

そして、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として半導体基板２の内部（ここでは、ゲッタリング領域１８に対して半導体基板２の裏面２ｂ側）に集光点Ｐを合わせて、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光の照射条件で、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌの出力値は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成するために必要な値に調整されている。このレーザ光Ｌの照射のとき、レーザ光Ｌの光軸を各切断予定ライン５の上に位置させつつ、各切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを移動させる。

【0076】

このように、この切断工程においては、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射して半導体基板２の内部を改質することにより、切断予定ライン５に沿って、半導体基板２の内部に切断起点領域８を形成する。そして、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射することにより、切断起点領域８から発生した亀裂２１を半導体基板２の表面２ａに到達させる。ここでは、ゲッタリング領域１８に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に集光点Ｐを合わせたので、切断起点領域８も、ゲッタリング領域１８に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に形成される。なお、半導体基板２に対してレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、支持台１０７を移動させてもよいし、レーザ光源１０１側を移動させてもよいし、或いは、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。

【0077】

続いて、図２０に示されるように、保護フィルム２２が貼り付けられた半導体基板２を研磨装置の支持台２０７の上に載置し、半導体基板２の裏面２ｂが研磨終了予定面１６に到達するまで（つまり、ゲッタリング領域１８が残存しないように）半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。これにより、切断起点領域８から発生して半導体基板２の裏面２ｂ側に伸展した亀裂２１に研磨面に到達し、切断予定ライン５に沿って半導体基板２が切断される。なお、研磨後の半導体基板２の厚さは、例えば５０μｍ程度である。

【0078】

続いて、図２１に示されるように、半導体基板２の裏面２ｂにエキスパンドフィルム２３を貼り付け、その後に、半導体基板２の表面２ａから保護フィルム２２を取り除く。そして、半導体基板２が切断されて得られた複数の半導体デバイス２０をピックアップするために、エキスパンドフィルム２３を径方向外側に拡張させて、複数の半導体デバイス２０を互いに離間させる。以上のようにして機能素子２５を含む半導体デバイス２０を複数得る。

【0079】

以上説明したように、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法は、半導体基板２に機能素子２５を形成する機能素子形成工程の前において、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成するレーザ加工方法を実施する。そのレーザ加工方法は、ゲッタリング領域１８を形成するためのレーザ加工の実施工程と、その実施工程の前工程である準備工程とからなる。準備工程においては、出力値が調整されたレーザ光Ｌを半導体基板２の不使用部分２ｆに照射した後に、その不使用部分２ｆにおけるゲッタリング領域１８の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域１８の形成量を所定以上とするためのレーザ光の加工出力値を決定する。

【0080】

したがって、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置１００Ａによれば、ゲッタリング領域１８を十分に形成可能なレーザ光Ｌの出力値を決定することが可能となる。そして、このレーザ加工方法では、その実施工程において、準備工程で決定された加工出力値のレーザ光Ｌを半導体基板２に照射することにより、半導体基板２の内部に安定してゲッタリング領域１８を形成することが可能となる。

【0081】

また、このレーザ加工方法においては、レーザ光Ｌの出力値を段階的に大きくしながら、ゲッタリング領域１８の形成量が所定以上であると判定されるまで工程Ｓ１０２〜工程Ｓ１０４を繰り返し実施することにより、レーザ光Ｌの加工出力値を決定する。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置１００Ａによれば、必要以上の出力値のレーザ光Ｌを半導体基板２に照射することを避けることが可能となる。

【0082】

また、このレーザ加工方法においては、レーザ光の出力値の初期値を、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とする。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置１００Ａによれば、レーザ光Ｌの出力値を、ゲッタリング領域１８を安定して形成するために必要十分なレーザ光Ｌの出力値を確実に決定することができる。

【0083】

さらに、このレーザ加工方法においては、ゲッタリング領域１８の形成に先立って、減光器１０４の減光器パルス数を変化させつつパワーメータ１０８にレーザ光Ｌを照射して、レーザ光Ｌの出力値を測定することにより、減光器１０４の減光器パルス数と、パワーメータ１０８の測定値（すなわちレーザ光Ｌの出力値）とを対応付ける。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置１００Ａによれば、ゲッタリング領域１８の形成の際に、確実に、所望する出力値でのレーザ光Ｌの照射を行うことが可能となる。

【0084】

このように、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法によれば、そのレーザ加工方法によって半導体基板２の内部に安定してゲッタリング領域１８を形成することにより、半導体デバイス２０の信頼性を向上することが可能となる。

【0085】

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置は、上述した態様に限定されるものではない。本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置は、特許請求の範囲に記した各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した態様を変更したものとすることができる。

【0086】

例えば、切断予定ライン５に沿って半導体基板２を切断する際に、隣り合う機能素子２５の間に渡るように半導体基板２の表面２ａに酸化膜等の積層部が形成されていてもよい。その場合には、切断予定ライン５に沿って半導体基板２と共にその積層部を切断すればよい。

【0087】

また、上記実施形態においては、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されておらず、半導体基板２の裏面２ｂを研磨した後に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されたが、これに限定されない。すなわち、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されていてもよい。その場合にも、切断起点領域８として機能する改質領域７から発生した亀裂２１を伸展させて半導体基板２を切断すれば、その亀裂２１によって切断された半導体基板２の切断面が互いに密着した状態となる。そのため、研磨による半導体基板２のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板２を薄化することができる。

【0088】

また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７、及び切断起点領域８として機能する改質領域７は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。

【0089】

また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向において機能素子２５の形成領域２５ａに対向するものであれば、機能素子２５の形成パターンに応じて様々な形状を採ることができる。

【0090】

一例として、図２２に示すように、一つの形成領域２５ａに対してゲッタリング領域１８を縦横に複数列ずつ形成してもよい。また、図２３の（ａ）に示すように、半導体基板２を回転させつつ半導体基板２の径方向にレーザ光Ｌ１を移動させて、図２３の（ｂ）に示すように、一つの形成領域２５ａに対して曲線状のゲッタリング領域１８を少なくとも一列形成してもよい。このように、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５が半導体基板２に対して渦巻状となる場合には、改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）が略一定となるように、半導体基板２の回転速度やレーザ光Ｌの繰り返し周波数を変化させることが望ましい。そして、図２２及び図２３に示すいずれの場合にも、レーザ光ＬのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン５と交差しないように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成することができる

【0091】

また、ゲッタリング領域１８を形成する際には、レーザ光ＬのＯＮ／ＯＦＦ制御を行わなくてもよい。その場合には、レーザ光Ｌを常にＯＮとした状態において、レーザ光Ｌの光軸を各形成予定ライン１５の上に位置させつつ、各形成予定ライン１５に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを移動させる。このようにレーザ光Ｌを照射してゲッタリング領域１８を形成することにより、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に、ゲッタリング領域１８と切断予定ライン５とが交差することとなる。

【0092】

また、切断起点領域８として機能する改質領域７は、１本の切断予定ライン５に対して、半導体基板２の厚さ方向に並ぶように複数列形成されてもよい。また、切断起点領域８は、ゲッタリング領域１８に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に形成される場合に限定されず、ゲッタリング領域１８に対して半導体基板２の表面２ａ側に形成されてもよい。

【0093】

また、上記実施形態では、切断起点領域８として機能する改質領域７から発生した亀裂２１を伸展させて半導体基板２を切断したが、ブレードによる切断等のその他の方法で、切断予定ライン５に沿って半導体基板２を切断してもよい。その場合にも、半導体基板２において切断予定ライン５に沿った部分にゲッタリング領域１８の影響が及ぶのが抑制されるので、半導体基板２を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することができる。

【0094】

また、上記実施形態では、ゲッタリング領域１８が残存しないように半導体基板２の裏面２ｂを研磨したが、図８に示すように、ゲッタリング領域１８が残存するように半導体基板２の裏面２ｂを研磨してもよい。その場合には、半導体デバイス２０において、ゲッタリング領域１８を半導体基板２の内部に収めてもよいし、裏面２ｂに露出させてもよい。

【0095】

また、上記実施形態では、レーザ加工装置１００Ａにおいてレーザ光Ｌの出力値を調整するための手段として減光器１０４を用いたが、レーザ光Ｌの出力値を調整する手段はこれに限定されない。例えば、レーザ加工装置１００Ａにおいては、レーザ光源制御部１０２がレーザ光源１０１の出力値を直接調整してもよい。

【0096】

また、上記実施形態では、ＩＲカメラ１０６を用いて半導体基板２の不使用部分２ｆにおけるゲッタリング領域１８の形成状態を示す画像情報を取得したが、ゲッタリング領域１８の形成状態を示す情報は画像情報に限定されず、例えば、ＩＲカメラ１０６の代わりにフォトルミネッセンス測定装置等を用いて、ゲッタリング領域１８の形成状態を示す情報を取得してもよい。

【0097】

さらに、上記実施形態では、レーザ加工方法を実施してゲッタリング領域１８を形成した後に、機能素子２５を形成する工程を実施したが、機能素子２５を形成する工程を実施した後にレーザ加工方法を実施してゲッタリング領域１８を形成してもよい。

【符号の説明】

【0098】

２…半導体基板、２ａ…表面、５…切断予定ライン、１８…ゲッタリング領域、２０…半導体デバイス、２５…機能素子、２ｄ…使用部分、２ｆ…不使用部分（所定部分）、１００Ａ…レーザ加工装置、１０１…レーザ光源、１０４…減光器（調整手段）、１０６…ＩＲカメラ（取得手段）、１１４…減光器制御部（決定手段、判定手段）、１１６…カメラ制御部（決定手段）、Ｌ…レーザ光。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】